Biofísica 1 Opción múltiple 7 Dinámica

Biomecánica 7.  Una locomotora arrastra un tren compuesto por dos vagones sobre una vía horizontal sin rozamiento. La locomotora ejerce una fuerza F sobre el primer vagón. El primer vagón posee una masa M y el segundo una masa de 2M ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?

a) La aceleración del tren es F/2M.

Falso

DCL

Ecuaciones de Newton

Primer vagón ------ > ∑F = F – T = M a

Segundo vagón ---- > ∑F = T = 2 M a

donde

F = fuerza de la locomotora

T = tensión en la unión de los vagones

M y 2M = masa de los vagones

a = aceleración (los dos vagones están unidos)

sumando ambas ecuaciones

F = (M + 2 M) a

reemplazando y despejando a

a = F / (M + 2 M) = F / (3 M)  < ------- aceleración del conjunto

b) La aceleración del tren es 2F/3M.

Falso

Ver anterior

c) La aceleración del primer vagón es igual a la mitad de la del segundo.

Falso

Todo el conjunto se mueve solidario ------- > la aceleración es la misma para cada vagón

d) La aceleración del segundo vagón es igual a la mitad que la del primero.

Falso

Todo el conjunto se mueve solidario ------- > la aceleración es la misma para cada vagón

e) La fuerza resultante que actúa sobre el primer vagón es el doble de la fuerza resultante que actúa sobre el segundo.

Falso

Reemplazando a en las ecuaciones de Newton, y calculando la fuerza neta

Primer vagón ---- > Fuerza neta = F – T = M F / (3 M) = 1/3 F

Segundo vagón ---- > Fuerza neta = T = 2 M F / (3 M) = 2/3 F

Fuerza neta segundo vagón = 2  Fuerza neta primer vagón

█ f) La fuerza resultante que actúa sobre el segundo vagón es el doble de la fuerza resultante que actúa sobre el primero.

Verdadero

Ver anterior -------- > Fuerza neta segundo vagón = 2  Fuerza neta primer vagón